COULEUR DES MINÉRAUX

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Gros plan d’une améthyste

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photographie

Couleur des corps en fonction de la longueur d'onde λ absorbée

Couleur des corps en fonction de la longueur d'onde λ absorbée
Crédits : Encyclopædia Universalis France

tableau

Décomposition d'un multiplet

Décomposition d'un multiplet
Crédits : Encyclopædia Universalis France

dessin


Causes atomiques

Bien qu'il s'agisse toujours du même processus, il y a lieu de distinguer plusieurs cas. Dans un atome, les niveaux d’énergie sur lesquels vont pouvoir se placer les électrons sont nettement séparés les uns des autres et, en général, multiples. Dans un cristal, en revanche, on aura soit des niveaux groupés en bandes continues, dont la largeur atteint facilement quelques électronvolts (c'est-à-dire une centaine de kilojoules), soit des niveaux fins, provenant d'atomes de constitution ou bien étrangers. Dans ce dernier cas, on obtient, comme pour les atomes ou les molécules, un spectre de raies plus ou moins fines, élargies à la suite des vibrations du réseau cristallin. Dans le cas des bandes, on obtient de larges domaines d'absorption continue.

Deux cas peuvent se présenter pour les spectres de bandes :

Les bandes sont soit pleines, soit vides. C'est ce qui se passe pour le diamant et le quartz, et plus généralement pour tout semiconducteur. Les transitions se font entre les niveaux de la plus haute bande pleine et ceux de la première vide. Si la zone d'absorption qui en résulte tombe à l'extérieur du domaine de sensibilité de notre œil qui constitue ce qu'on appelle le visible, le cristal est transparent. Si, au contraire, la zone d'absorption recouvre tout le domaine du visible, le corps paraît gris, sinon noir. Si le domaine d'absorption ne recouvre qu'une partie du visible, c'est la couleur complémentaire qui apparaît : par exemple, le cinabre (HgS) est rouge et l'orpiment (As2S3) est jaune-orangé.

La bande la plus haute utilisée par les électrons n'est que partiellement remplie. Le cristal est alors un métal. Les premiers niveaux vides sont extrêmement voisins des plus hauts utilisés. Toutes les fréquences visibles sont absorbées. De plus, le cristal possède un pouvoir réflecteur élevé qui lui confère un éclat métallique. Cet éclat se manifeste aussi avec les sulfures, comme dans la galène (PbS) ou la pyrite (FeS2). On notera cependant que, si toutes les fréquences so [...]

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Écrit par :

  • : professeur émérite à l'université de Provence

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Pour citer l’article

André JULG, « COULEUR DES MINÉRAUX », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 16 janvier 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/couleur-des-mineraux/